(57)【要約】【課題】ＣＰＵ等とその周辺回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ等を効率よく冷却すると共に、効率的な吸排気により冷却性能を向上させることができる電子機器を提供する。【解決手段】本発明に係る電子機器は、発熱体と、発熱体に電力を供給する電力ユニットと、発熱体と電力ユニットとに隣接し、前記発熱体と前記電力ユニットとを冷却するファンとを備えたことを特徴とする。【選択図】  図２
2006286856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と、
前記発熱体に電力を供給する電力ユニットと、
前記発熱体と前記電力ユニットとに隣接し、前記発熱体と前記電力ユニットとを冷却するファンと、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記発熱体と前記電力ユニットとの間に設けられる壁とをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記発熱体、前記電力ユニットおよび前記ファンを収容する筐体と、
前記筐体の有する第１の面に設けられる吸気口と、
前記第１の面と隣接し、前記筐体の有する第２の面に設けられる排気口と、
をさらに具備し、
前記ファンは前記吸気口から取り込まれる外気を前記発熱体および前記電力ユニットを介して前記排気口に送風することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項４】
前記ファンは前記吸気口を介して外気を吸気するファンであり、
前記ファンの吸込口と対向する前記吸気口の面積は前記吸込口の面積と略同一であり、前記排気口の面積は前記吸気口の面積と略同一またはそれ以上の面積であることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記ファンと前記発熱体との間に設けられるヒートシンクをさらに具備し、
前記ファンは前記排気口を介して前記筐体内の空気を排気するファンであり、
前記排気口は前記ヒートシンクと隣接し、前記吸気口の面積は前記排気口の面積と略同一またはそれ以上の面積であることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に係り、特に、ＣＰＵ等の発熱体を強制空冷する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータを初めとする電子機器に用いられるＣＰＵ等の処理速度の向上は著しく、これに伴ってＣＰＵ等の発熱量も急速に増加してきている。一方、ＣＰＵ等の性能を維持するためにはＣＰＵ等の温度を許容温度以下にする必要がある。
【０００３】
このため、今日の電子機器では内蔵するＣＰＵ等の冷却がますます重要となってきており、種々の冷却方法、冷却技術が開発されておる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、基板上に搭載している半導体素子に適したスリット状のダクトを設けた構造により、半導体素子の冷却効率を向上させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３０２９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＰＵ等の処理速度の向上にともなって、ＣＰＵ等の消費電力も増加してきている。このため、ＣＰＵ等に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ等の周辺回路も取り扱う電力が増加し、これに伴って発熱量も増加している。従って今日の電子機器においては、ＣＰＵ等の冷却のみならずＤＣ／ＤＣコンバータ等の冷却も必要不可欠となってきている。
【０００６】
従来の冷却方法は、例えば吸気口と吸気ファンをＣＰＵ等のヒートシンクの近傍に設け、排気口は吸気口と離れた別の場所に設けられることが多かった。このような構造により、吸気口から吸気された冷却風はＣＰＵ等を冷却した後、電子機器の筐体の内部を経由して他の電子部品を冷却した後排気口から排気されることになる。
【０００７】
このような冷却方法によれば、１つの吸気ファンによってＣＰＵ等を冷却すると同時にＣＰＵ等と離れた位置に配置された他の電子部品をある程度冷却することができる。
【０００８】
しかしながら、吸気口と排気口の位置が離れているため、冷却風の流路上にある筐体内の電子部品や構造物によって冷却風の流れが妨げられ流路抵抗（圧力損失）が大きくなり、結果的には吸気ファンの風量動作点が低下し、吸気ファンの冷却性能が最大限発揮できなくなっていた。このため、従来の冷却方法は近時の発熱量の大きなＣＰＵ等を冷却するには必ずしも効率的な吸排気システムとは言えなくなってきている。
【０００９】
また、ＣＰＵ等を冷却した後の冷却風は温度が上昇しており、この上昇した温度の冷却風では、今日の大容量のＤＣ／ＤＣコンバータ等に対しては充分な冷却性能を確保できなくなってきている。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ＣＰＵ等とその周辺回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ等を効率よく冷却すると共に、効率的な吸排気により冷却性能を向上させることができる電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電子機器は、上記課題を解決するため、請求項１に記載したように、発熱体と、前記発熱体に電力を供給する電力ユニットと、前記発熱体と前記電力ユニットとに隣接し、前記発熱体と前記電力ユニットとを冷却するファンとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電子機器によれば、ＣＰＵ等とその周辺回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ等を効率よく冷却すると共に、効率的な吸排気により冷却性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る電子機器の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る電子機器１の一例である、デスクトップ型パーソナルコンピュータの外観例を示す図である。
【００１５】
電子機器１は、ディスプレイ２、キーボード３を備えるほか、電子機器本体４を備えて構成されている。
【００１６】
電子機器本体４は各種情報処理の中枢部として機能するものであり、ＣＰＵや主記憶装置、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の構成品を備えて構成される。
【００１７】
電子機器本体４は縦型の箱状の筐体４０に各種構成品を収容している。筐体４０は、右側板４１ａ、左側板４１ｂ、上板４１ｃ、後板４１ｄ、底板４１ｅ、および前面パネル４２を備えて構成される。
【００１８】
前面パネル４２には、電子機器本体４の電源をオン・オフする電源スイッチ４３、電子機器本体４の電源がオンのときに点灯する表示ランプ４４、ＣＤ−ＲＯＭの抜き差し時に開閉するＣＤ−ＲＯＭ取出扉４５、フロッピディスクの抜き差し時に開閉するフロッピディスク取出扉４６、ＵＳＢコネクタ４７等が配設されている。
【００１９】
また、筐体４０の右側板４１ａには多数の通風孔からなる吸気口５０が設けられている。筐体４０にはこの吸気口５０に対向して吸気ファン（ファン）６２が内蔵されており、吸気口５０を介して筐体４０の外部の空気を冷却風として筐体４０の内部に吸い込む。
【００２０】
一方、筐体４０の上板４１ｃと後板４１ｄとには、排気口５１ａと排気口５１ｂ（図３参照）とが設けられている。吸気口５０から吸い込まれた冷却風は、筐体４０が内蔵するＣＰＵ等の構成品を冷却した後、排気口５１ａ、５１ｂから筐体４０の外部に吐き出される。
【００２１】
本実施形態に係る電子機器１（より具体的には、電子機器本体４）の冷却に係る構造および冷却方法の詳細について図２および図３を用いて説明する。
【００２２】
図２は、電子機器１の冷却に係る構造を示す図であり、図２（ａ）は、電子機器本体４を上方から見た構造図、図２（ｂ）は、電子機器本体４を右側方から見た構造図、図２（ｃ）は、電子機器本体４を後方から見た構造図を示している。
【００２３】
なお、図２では、冷却に係る以外の電子部品や構造については図示を省略している。
【００２４】
図２（ａ）に示したように、筐体４０の左側板４１ｂの内側には、左側板４１ｂに平行にシステム回路基板９０が配設されている。システム回路基板９０には、発熱体であるＣＰＵ６０とＤＣ／ＤＣコンバータ（電力ユニット）８０が実装されている。
【００２５】
ＣＰＵ６０にはヒートシンク６１が熱的に接続されており、ＣＰＵ６０で発熱した熱はヒートシンク６１に伝熱する。ヒートシンク６１には、突起状の放熱フィン６１ａが多数設けられている。
【００２６】
一方、放熱フィン６１ａと対向する位置には吸気ファン６２が設けられており、吸気ファン６２の吸込口は、右側板４１ａに設けられた吸気口５０に臨んでいる。
【００２７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、ＣＰＵ６０へ供給する直流電力を生成する。電子機器本体４の電源部（図示せず）で整流された適宜の電圧の直流電力をＣＰＵ６０に適合した電圧、例えば約３Ｖに変換しＣＰＵ６０へ供給するものである。近時のＣＰＵ６０は処理速度の向上に伴って消費電力も増加してきており、例えば８０Ｗを超える消費電力を有するものも多く出現してきている。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０で扱う電力も増加しており、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０に対する強制冷却も必要不可欠となってきている。
【００２８】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０には電解コンデンサが多く用いられており、電解コンデンサの寿命短縮防止の観点からも適切な冷却が必要となってくる。
【００２９】
本実施形態では、図２（ａ）、図２（ｂ）に示したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０をＣＰＵ６０に隣接させた形態としている。
【００３０】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を挟み込むように第１の隔壁７１と第２の隔壁７２とを設けている。第１、第２の隔壁７１、７２、及びシステム回路基板９０によって、吸気ファン６２に対向する面に開口を有するダクトが形成され、このダクト内にＤＣ／ＤＣコンバータ８０が収容される形態となっている。
【００３１】
上記のように構成された冷却に係る構造の冷却動作について以下に説明する。
【００３２】
電子機器本体４の電源がオンになると、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を介してＣＰＵ６０に電力が供給され、ＣＰＵ６０及びＤＣ／ＤＣコンバータ８０は発熱を開始する。ＣＰＵ６０で発熱された熱はヒートシンク６１の放熱フィン６１ａに伝熱する。
【００３３】
他方、電子機器本体４の電源オンにより、吸気ファン６２は回転を開始し吸気口５０から外気を吸い込み、吸い込まれた外気は冷却風として放熱フィン６１ａに吹き付けられる。放熱フィン６１ａは多数の突起状フィンで形成されており、冷却風がこれらの放熱フィン６１ａの間を通り抜ける間に冷却風との間で熱交換が行われる。受熱した冷却風は放熱フィン６１ａの間を通り抜けて近接する２つの排気口５１ａ、５１ｂに向かって流れ、排気口５１ａ、５１ｂから筐体４０の外部に吐き出される。
【００３４】
図３は吸気口５０、排気口５１ａ、５１ｂの位置、大きさを例示したものであり、図３（ａ）は、上板４１ｃに設けられた第１の排気口５１ａを、図３（ｂ）は右側板４１ａに設けられた吸気口５０を、また、図３（ｃ）は後板４１ｄに設けられた第２の排気口５１ｂを示したものである。
【００３５】
吸気口５０は多数の通風孔により構成されており、吸気口５０は全体として吸気ファン６２の吸込口の開口面積とほぼ同じ面積を有するように形成されている。
【００３６】
第１の排気口５１ａも吸気口５０と同様に多数の通風孔を備えて構成され、ほぼ、放熱フィン６１ａを上板４１ｃに投影した位置に配置される。
【００３７】
また、第２の排気口５１ｂも、ほぼ、放熱フィン６１ａを後板４１ｄに投影した位置に配置される。
【００３８】
吸気ファン６２、ＣＰＵ６０、ヒートシンク６１等の冷却に係る構成品は、図２、図３に示したように筐体４０の４隅の１つに集中的に配置されており、また、第１、第２の排気口５１ａ、５１ｂは吸気口５０に近接して設けられている。
【００３９】
このため、吸気口５０から吸い込まれた冷却風は、放熱フィン６１ａ及び後述するようにＤＣ／ＤＣコンバータ８０を冷却した後、第１、第２の排気口５１ａ、５１ｂから直ちに吐き出されることになる。
【００４０】
排気口５０から第１、第２の排気口５１ａ、５１ｂへ到る冷却風の流路内には、放熱フィン６１ａとＤＣ／ＤＣコンバータ８０が存在するだけで、他の構造物や冷却に関らない電子部品は存在しない。したがって、排気口の位置が吸気口の位置から離れた場所に設けれることが多かった従来の流路構造に比べると、圧力損失の少ない流路が形成されることになる。この結果、同一の静圧を有する吸気ファン６２を用いたとしても従来の流路構造に比して高い風量動作点を得ることが可能となり、高い冷却性能を実現することができる。
【００４１】
また、図３に示したように、本実施形態においては、第１、および第２の排気口５１ａ、５１ｂの開口の合計面積を吸気口５０の開口面積とほぼ同じになるように形成している。排気口の面積と吸気口の面積をほぼ同一に形成することにより圧力損失の少ない流路の形成が可能となり、高い冷却性能の実現に寄与する。
【００４２】
なお、第１、および第２の排気口５１ａ、５１ｂの開口の合計面積を吸気口５０の開口面積をさらに大きくなるように形成してもよい。この場合にも圧力損失の少ない流路が形成されるからである。
【００４３】
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の冷却動作について説明する。
【００４４】
図２に示したように、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０をＣＰＵ６０に隣接して配置している。このため、ひとつの吸気ファン６２によって発生する冷却風を、ＣＰＵ６０冷却用の放熱フィン６１ａとＤＣ／ＤＣコンバータ８０の双方に同時に吹き付けることが可能となる。
【００４５】
従来の冷却構造においては、ＣＰＵ６０のヒートシンク６１を冷却した後に筐体内を循環する、いわば生温い冷却風を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ８０等を冷却する形態が多かった。これに対して本実施形態に係る冷却構造では、吸気口５０を介して吸い込まれた新鮮な外気を直接ＤＣ／ＤＣコンバータ８０に吹き付けることが可能となるため、高い冷却性能を実現することが可能となる。
【００４６】
また、図２に示したように、第１、第２の隔壁７１、７２、及びシステム回路基板９０によって、吸気ファン６２に対向する面に開口を有するダクトが形成され、このダクト内にＤＣ／ＤＣコンバータ８０が収容される形態となっている。このため、吸気ファン６２によって吸い込まれた冷却風はこのダクト内を流れ、ダクト内に収容されたＤＣ／ＤＣコンバータ８０を効率よく冷却することが可能となる。
【００４７】
さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０とＣＰＵ６０との間に設けられている第１の隔壁７１は断熱隔壁７１としても機能する。この断熱隔壁７１の存在により、ＣＰＵ６０および放熱フィン６１ａによって暖められた冷却風がＤＣ／ＤＣコンバータ８０へ流れ込むことを防止することが可能となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の冷却効率をさらに向上させることが可能となる。
【００４８】
このため、例えば、従来の冷却構造では必要であったＤＣ／ＤＣコンバータ８０冷却用のヒートシンクが不要となるといった利点も生じてくる。
【００４９】
なお、上記の説明では、ファン６２を吸気ファン６２として説明したが、排気ファンとして構成しても同様の効果が得られる。この場合、上記の説明において、吸気口５０を排気口５０と読み替え、第１、第２の排気口５１ａ、５１ｂをそれぞれ第１、第２の吸気口５１ａ、５１ｂと読み替えればよい。
【００５０】
以上の説明の通り、本実施形態に係る電子機器１によれば、ＣＰＵ等とその周辺回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ等を効率よく冷却すると共に、効率的な吸排気により冷却性能を向上させることができる。
【００５１】
なお、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る電子機器の実施形態の外観の一例を示す図。
【図２】本発明に係る電子機器の実施形態における冷却に係る構造例を示す図であり、（ａ）は、上方から見た構造、（ｂ）は右側方から見た構造、（ｃ）は後方から見た構造を示す図。
【図３】本発明に係る電子機器の実施形態における吸気口、および排気口の大きさ、位置の一例を説明する図。
【符号の説明】
【００５３】
１  電子機器
４  電子機器本体
４０  筐体
４１ａ  右側板
４１ｂ  左側板
４１ｃ  上板
４１ｄ  後板
４１ｅ  底板
４２  前面パネル
５０  吸気口
５１ａ  第１の排気口（排気口）
５１ｂ  第２の排気口（排気口）
６０  ＣＰＵ
６１  ヒートシンク
６１ａ  放熱フィン
６２  吸気ファン（ファン）
７０  ダクト
７１  第１の隔壁（断熱隔壁）
７２  第２の隔壁
８０  ＤＣ／ＤＣコンバータ（電力ユニット）
９０  システム回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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